新型膜状ゲルが乳がん研究の新ツールに(Novel membrane gel from UCSB offers new tool for breast cancer research)

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2025-10-02 カリフォルニア大学サンタバーバラ校(UCSB)

カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究チームは、藻類由来の素材を基盤に「合成基底膜ゲル」を開発し、乳腺上皮細胞の成長やがん化を研究する新しい実験ツールを提供した。従来の商用ゲルはマウス腫瘍由来で限界があったが、新ゲルは力学的・生化学的性質を調整可能で、細胞が正常に発達する条件や腫瘍化を促す環境を再現できる。細胞は周囲の物理環境に強く依存しており、柔らかさや硬さの違いが発がんに影響することが示されている。このゲルを用いることで、乳がん研究のみならず、組織工学や臓器再生、複雑組織の形成制御にも応用が期待される。成果は Science Advances に掲載された。

新型膜状ゲルが乳がん研究の新ツールに(Novel membrane gel from UCSB offers new tool for breast cancer research)
Photo CreditiStock / rightdx
Radiographic image of breast cancer tumor cells in the mammary ducts.

<関連情報>

乳腺上皮の形態形成と浸潤を研究するための基底膜模倣ハイドロゲルの作製 Engineered basement membrane mimetic hydrogels to study mammary epithelial morphogenesis and invasion

Jane A. BaudeMegan D. LiSabrina M. JacksonAbhishek SharmaDaniella I. Walter, and Ryan S. Stowers
Science Advances  Published:26 Sep 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adx2110

Abstract

Reconstituted basement membrane products, like Matrigel, suffer from variability and xenogenic contaminants, hindering three-dimensional cell culture models. To overcome these challenges, we developed engineered basement membranes (eBMs) using peptide-conjugated alginate hydrogels with independently tunable mechanics. Ile-Lys-Val-Ala-Val (IKVAV)–modified eBMs, with fast stress relaxation and low stiffness, supported normal mammary acinus formation. Both increased stiffness and slow relaxation were required to induce invasion in IKVAV-modified eBMs, differing from the invasive phenotype observed in Arg-Gly-Asp (RGD)–modified eBMs regardless of the mechanical properties. Mechanistic studies revealed the balance of β1 and β4 integrin signaling, hemidesmosome formation, and laminin production were influenced by eBM properties. Inhibiting focal adhesion kinase or hemidesmosome signaling disrupted acinus formation in IKVAV-modified eBMs. This defined, xenogenic-free eBM system offers a modular platform for tissue engineering and disease modeling.

医療・健康
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